高纯氢气发生器的特点
1、高纯氢气发生器 对配套设施要求低,只需220V交流电源即可工作。
2、 高纯氢气发生器操作简单,打开电源即可产生氢气。
3、 输出压力稳定,数字显示气体流量,直观。
4、 维护简单,氢气机第i一次加碱使用后,只需定期向电解池中补充蒸馏水。定期更换干燥管,无需拆卸箱体。
5、 高纯氢气发生器安全性高,仪器配有两级过压保护,当压力超过设定值,仪器自动切断电路停止产气。气路中设有气液分离器,保证液体不会进入气相系统中。从而保证了使用碱性液体作为电解液的气源安全性。
钢瓶氮气需要向气体供应商购买,一般采用深冷分离法从空气中获得,适合大规模工业制氮;氮气发生器的种类、原理和结构多种多样,从原理上来讲,一般分为三种,即:电解法、膜分离法,以及变压吸附(PSA)&碳分子筛法。
一 电解法制氮
氮气发生器使用电解法制氮原理的氮气发生器,其主要特点就是仪器具有电解液储液桶
其主要原理是:原料空气进入到电解池中,空气中的氧在阴极被附而获得电子,与水作用生成氢氧根离子并迁移到阳极,在阳极处失去电子析出氧气,因此空气中的氧不断被分离,只留下氮气随气路被输出。
氮气发生器
二 膜分离法制氮
利用膜(中空纤维膜)分离法制氮的基本原理是:当两种或两种以上的气体混合物通过中空纤维膜时, 由于气体在膜中的溶解度和扩散系数有差异, 因而这些气体在膜中的相对渗透率是不同的。(4)运用范围广:能够满足大部分氢气使用的需求,特别在以金属热处理、粉末冶金、电子等主导领域中有了广泛的应用。当混合气体在驱动力(膜两侧压力差) 作用下通过中空纤维膜时, 渗透速率相对快的气体, 如水、氢气、硫i化氢、二氧化碳等, 快速透过膜进入膜的另一侧。
一般而言,采用膜分离制氮得到的氮气纯度<99.9%,可以用在一般的常量分析之中。
三 变压吸附(PSA)&碳分子筛法制氮
1 变压吸附的原理
氮气发生器变压吸附是用于分离混合气体,提取某一气体组分的技术,是指在系统温度维持不变的情况下,通过升高或降低系统的压力来不断地改变吸附剂的吸附量从而达到组分分离的方法;主要体现在较高压力下进行吸附,在较低压力下(常压或真空)使吸附的组分解吸出来,从而得到得到气体产物。二、采用中空纤维膜法:氮膜系统可将廉价的空气中氮从78%提高到95%以上,i高可得到99。
2 变压吸附用于氧氮分离
实验室制氮过程中常使用分子筛作为变压吸附中的吸附剂,因此有的厂家称之为碳分子筛法。
制氮的基本过程为:
(1)在采用碳分子筛为吸附剂时,碳分子筛对氧氮的吸附速度相差很大。
(2)氮气流出后,通过降低压力,分子筛表面上被吸附的氧分子等被解吸排出,从而吸附剂得以再生。
深冷空分制氮
深冷空分制氮是一种传统的制氮方法,已有近几十年的历史。它是以空气为原料,经过压缩、净化,再利用热交换使空气液化成为液空。液空主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的沸点不同(在1大气压下,前者的沸点为-183℃,后者的为-196℃),通过液空的精馏,使它们分离来获得氮气。3、产氮气方便快捷:***的技术,独特的气流分布器,使气流分布更均匀,地利用碳分子筛,20分钟左右即可提供合格的氮气。深冷空分制氮设备复杂、占地面积大,基建费用较高,设备一次性***较多,运行成本较高,产气慢(12~24h),安装要求高、周期较长。综合设备、安装及基建诸因素,3500Nm3/h以下的设备,相同规格的PSA装置的***规模要比深冷空分装置低20%~50%。深冷空分制氮装置宜于大规模工业制氮,而中、小规模制氮就显得不经济。
深冷制氮机可制取纯度≧99.999%的氮气。氮气纯度受到(de dan qi _dan qi chun du shou dao)氮气负荷、塔板数量、塔板效率和液空中氧纯度等的限制,调节范围很小。因此,对于一套深冷制氮设备其产品纯度基本是一定的,不便调节。变压吸附制氮制取的氮气纯度一般在95%-99.9%范围内,假如需要更高纯度的氮气需增加氮气净化设备。制氮机纯度下降的原因和解决方案对于氮气的纯度高,一般需要达到99。氮气纯度只受产品氮气负荷的影响,在其他条件不变情况下,氮气排出量越大,氮气的纯度就越低;反之则越高。因此,对于一套变压吸附制氮设备只要负荷答应其产品纯度可以在90-99.9%之间任意调节。
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